辐射松碳量子点的制备及在β-胡萝卜素检测中的应用开题报告

1. 研究目的与意义

碳量子点是一种新型的碳基零维材料。碳量子点具有优秀的光学性质，良好的水溶性、低毒性、生物相容性好、环境友好、原料来源广、成本低、等诸多优点。利用辐射松树皮来制备碳量子点，既有效的提高了辐射松树皮废弃物的价值，有减少了制备碳量子点的成本，本课题探究利用辐射松树皮水热法法制备碳量子点对β-胡萝卜素的检测，旨在提高辐射松的利用率、得到能够方便、广泛检测β-胡萝卜素。

2. 国内外研究现状分析

2006年，sun等人设计出一条通过表面钝化来增强荧光发射的合成碳量子点的方法，荧光产率可达10%，并首次将其命名为碳点。[1]目前碳量子点的制备方法主要可以分为两大类：自上而下和自下而上的方法。其中自下而上是通过使用柠檬酸盐，碳水化合物等分子作为前驱体，经过化学氧化[2],热处理[3]以及水热合成[4-5]等方法来合成碳量子点。

对这些生物质原料的合理利用不仅可以达到研究者对合成产物的要求，还能起到改善环境、节约资源的效果。[6]木质素是自然界中丰富的可再生有机资源，是一种复杂的、非结晶性的、三维网状的天然芳香族高分子聚合物。[7]

水热法属于热分解法的一种，与其他制备方法相比操作简单、成本低，更为绿色环保，合成条件相对温和，而碳量子点的产率也更高,结晶度和纯度高，具有良好的水溶性及高的荧光性能。[8]以酶解木质素为碳源，通过水热降解制备具有激发波长宽度(320--420 nm)、粒径大小均一(3～5 nm)、稳定的碳量子点。[9]

3. 研究的基本内容与计划

三、研究内容及计划

1、研究内容：以辐射松树皮作为碳源，主要采用水热法制备碳量子点。

材料预处理：辐射松树皮粉磨到100目，烘至绝干（含水率为0）

4. 研究创新点

（1）由于生物炭领域的应用相对较少，在其加工和成型机理的研究还很薄弱。所以可进一步的研究。

（2）辐射松作为用途广泛的优良木材之一，加工剩余物的利用价值容易为人们所不知而被随意丢弃,有众多优良性能，它加工废料也是有利用价值的，提高利用率，本实验用辐射松制作碳量子点来进行对β-胡萝卜素的检测，在研究上多了一条新思路，无论对于环境还是科研上，都是有益的。